论文部分内容阅读
水污染是亟待解决的生态问题,面对传统的污水处理工艺不能满足人们对高水质的要求,投加微生物菌剂为提高污水处理效果提供了新方法。然而很多微生物菌剂面临易流失,抗冲击能力弱和污染物降解效果差等问题。本课题选择酵母复合菌剂,通过生物强化技术分别与两种固定化微生物技术结合,强化膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)工艺处理模拟废水,为两种技术的结合应用提供理论依据,也为酵母菌剂的实际应用提供思路。本研究以普通MBR工艺为对照,对比污染物降解效果,研究复合菌剂的不同投加形式对MBR工艺的强化效果,通过高通量测序手段初步探讨复合菌剂强化MBR工艺的作用机制。在最佳运行参数条件下,研究游离菌剂直接强化MBR工艺,发现实验组和对照组的化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)、氨氮和总氮(total nitrogen,TN)降解效果差别小,强化效果不佳,继而研究悬浮载体吸附复合菌剂和包埋固定化复合菌剂强化MBR工艺效能。悬浮载体完成污泥与菌剂混合挂膜后,分别在正常和高负荷条件下研究其强化效能。发现正常负荷下,实验组和对照组MBR工艺在开始阶段氨氮平均降解率分别为89.43%和82.86%,随后降解效果差别减小;实验组TN平均降解率比对照组高15.72%;而COD的降解无明显差别。实验组没有表现出更强的抗冲击能力。基于高通量测序,发现实验组样本中真菌优势种群的相对丰度变化与系统中氨氮变化趋势吻合,说明菌剂对氨氮和TN的强化起到关键作用。初步判断优势细菌门Proteobacteria和Bacteroidetes的存在导致两系统的高COD降解能力。复合菌剂通过包埋固定化后强化MBR工艺,发现其强化效果明显。正常负荷下,实验组和对照组氨氮平均降解率分别为93.36%和83.83%,TN平均降解率分别为65.36%和37.37%,但两系统COD降解效果相差不大。另外,高负荷下,实验组抗冲击能力比对照组更强。因此相较于游离菌剂直接强化MBR工艺,采用包埋固定化方法,更有利于菌剂发挥强化作用,且具有显著抗冲击能力。通过本文的研究,表明悬浮载体吸附固定化复合菌剂以及包埋固定化复合菌剂均具有较好的强化效果,并在一定程度上提高系统的抗冲击能力,也为复合菌剂,尤其是复合酵母菌剂在污水处理中的应用提供了思路和方法。